CN103107687B - 煤矿用防爆变频器控制板电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿用防爆变频器控制板电路，包括485通讯模块、2路模拟量输入模块、8路外部端子控制模块、3路电流检测模块、电压检测模块、8路故障检测模块、智能显示屏、8路温度检测模块、2路模拟量输出模块、PWM波输出模块及与变频器电路电连接的CPU控制芯片，还包括CAN功率平衡总线模块，？CAN功率平衡总线模块与CPU控制芯片电连接，在CAN功率平衡总线模块上连接有多组并联的从动变频器，多组从动变频器通过CAN总线与主动变频器相连。8路外部端子控制：可实现速度给定与远程运行控制；实现多机并联同步运行；PWM波输出：驱动功率单元；智能显示：采用CAN功率平衡总线模块与多组从动变频器并联的方式，实现了多组同步控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制板，尤其涉及一种煤矿用防爆变频器控制板电路。
背景技术
变频器作为变频调速系统的核心部分，在工业控制领域得到越来越多的应用，其部件控制板CPU是变频驱动输出的核心，其连接用户接口，驱动电源板，为用户提供多种控制和操作方式，为变频器输出波形，过流过压过温保护及检测等。实际应用中，变频调速技术主要应用于高压电机调速系统，以其优异的调速和起制动性能、高效率、高功率因数和广泛的适用范围等其他许多优点而被公认为是最有发展前途的调速方式。在风机、泵类等负载工况变化比较大的情况下，采用交流调速技术，节能效果明显，能达到节能减排的目的。
目前，中高压变频器的主控制板多采用单片机系统或者其他非总线结构的控制电路，其缺点是运算速度较慢，扩展能力差，功能单一，不能满足日益复杂的中高压变频控制需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种可靠性高，处理速度快，各种功能众多，扩展能力强，可反复编程，所控制变频器电压等级较高、能够实现多组变频器同步控制，提高控制效率及控制准确性的煤矿用防爆变频器控制板电路
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种煤矿用防爆变频器控制板电路，包括485通讯模块、2路模拟量输入模块、8路外部端子控制模块、3路电流检测模块、电压检测模块、8路故障检测模块、智能显示屏、8路温度检测模块、2路模拟量输出模块、PWM波输出模块及与变频器电路电连接的CPU控制芯片，所述485通讯模块、2路模拟量输入模块、8路外部端子控制模块、3路电流检测模块、电压检测模块、8路故障检测模块、智能显示屏、8路温度检测模块、2路模拟量输出模块、PWM波输出模块均与CPU控制芯片电连接，还包括CAN功率平衡总线模块，所述CAN功率平衡总线模块与CPU控制芯片电连接，在CAN功率平衡总线模块上连接有多组并联的从动变频器，所述多组从动变频器通过CAN总线与主动变频器相连。
上述的煤矿用防爆变频器控制板电路，所述变频器电路与PID控制器电路电连接。
上述的煤矿用防爆变频器控制板电路，所述PID控制器电路由预先设定值输入模块、比例单元、第一积分单元、第二积分单元及微分单元组成，所述积分单元连接带有三相电机的变频器电路，三相电机由过程量、传感器连接模拟量信号规化模块，并通过信号反馈与预先设定值输入模块信号连接。
上述的煤矿用防爆变频器控制板电路，所述预先设定值输入模块通过传输信号分别连接反馈上限、数字超上限、反馈上限数字输出及反馈下限、数字超下限、反馈下限数字输出，所述反馈上限数字输出及反馈下限数字输出分别连接继电器电路模块。
本发明煤矿用防爆变频器控制板电路的优点是：本发明变频器主控制板电路，采用数字信号处理器作为处理核心，并采用总线结构，性能远远强于传统单片机为核心的系统。具有极快的运算速度、强大的功能，极高的可扩展性，灵活开放的对外接口、相对简单的电路结构，故障率低的特点。是一种适应用于目前对控制速度和功能复杂程度要求较高的变频控制系统的控制板。非常适用于目前对控制速度和功能复杂程度要求较高的中高压变频控制系统。对比传统单片机系统故障率降低40％，并能实现对功率器件的实时监控，并能够有效减少变频器对电网的谐波干扰。使用带上下限开关控制的PID控制器，控制系统无需再采用PLC模块就能进行上下限报警输出，简化了系统结构，降低了成本。485通讯：上位机通过485通讯接口控制本机的所有操作与数据读取。8路外部端子控制：可实现速度给定与远程运行控制；功率平衡：实现多机并联同步运行；PWM波输出：驱动功率单元；智能显示：完成所有设备参数设定与运行控制；电压检测：2路交流检测，1路直流检测。采用CAN功率平衡总线模块与多组从动变频器并联的方式，实现了多组同步控制。
附图说明
图1为本发明的电路结构框图；
图2为本发明与PID控制器相连的电路结构框图；
图3为现场总线CAN功率平衡结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；
如图1、2、3所示，一种煤矿用防爆变频器控制板电路，包括485通讯模块、2路模拟量输入模块、8路外部端子控制模块、3路电流检测模块、电压检测模块、8路故障检测模块、智能显示屏、8路温度检测模块、2路模拟量输出模块、PWM波输出模块及与变频器电路电连接的CPU控制芯片，所述485通讯模块、2路模拟量输入模块、8路外部端子控制模块、3路电流检测模块、电压检测模块、8路故障检测模块、智能显示屏、8路温度检测模块、2路模拟量输出模块、PWM波输出模块均与CPU控制芯片电连接，还包括CAN功率平衡总线模块，所述CAN功率平衡总线模块与CPU控制芯片电连接，在CAN功率平衡总线模块上连接有多组并联的从动变频器，所述多组从动变频器通过CAN总线与主动变频器相连。
CPU控制芯片包括数字电路输入管脚、模拟信号输出管脚、显示屏按键管脚、显示屏连接管脚、总线管脚及485通讯管脚组成。
变频器电路与PID控制器电路电连接。PID控制器电路由预先设定值输入模块、比例单元、第一积分单元、第二积分单元及微分单元组成，所述积分单元连接带有三相电机的变频器电路，三相电机由过程量、传感器连接模拟量信号规化模块，并通过信号反馈与预先设定值输入模块信号连接。预先设定值输入模块通过传输信号分别连接反馈上限、数字超上限、反馈上限数字输出及反馈下限、数字超下限、反馈下限数字输出，所述反馈上限数字输出及反馈下限数字输出分别连接继电器电路模块。
CAN总线通讯是为多机拖动自动功率平衡设计的。当两台及两台以上变频器驱动电机拖动同一负载时，通过CAN总线通讯将所有的变频器连接在一起以实现多台电机的自动功率平衡。主动变频器负责将自身的状态传递给各从动变频器，各从动变频器根据主动变频器的状态以及自身状态计算自身的输出指令。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种煤矿用防爆变频器控制板电路，包括485通讯模块、2路模拟量输入模块、8路外部端子控制模块、3路电流检测模块、电压检测模块、8路故障检测模块、智能显示屏、8路温度检测模块、2路模拟量输出模块、PWM波输出模块及与变频器电路电连接的CPU控制芯片，所述485通讯模块、2路模拟量输入模块、8路外部端子控制模块、3路电流检测模块、电压检测模块、8路故障检测模块、智能显示屏、8路温度检测模块、2路模拟量输出模块、PWM波输出模块均与CPU控制芯片电连接，CPU控制芯片包括数字电路输入管脚、模拟信号输出管脚、显示屏按键管脚、显示屏连接管脚、总线管脚及485通讯管脚，其特征在于：还包括CAN功率平衡总线模块，所述CAN功率平衡总线模块与CPU控制芯片电连接，在CAN功率平衡总线模块上连接有多组并联的从动变频器，所述多组从动变频器通过CAN总线与主动变频器相连，主动变频器将自身的状态传递给各从动变频器，各从动变频器根据主动变频器的状态以及自身状态计算自身的输出指令。
2.根据权利要求1所述的煤矿用防爆变频器控制板电路，其特征是：所述变频器电路与PID控制器电路电连接。
3.根据权利要求2所述的煤矿用防爆变频器控制板电路，其特征是：所述PID控制器电路由预先设定值输入模块、比例单元、第一积分单元、第二积分单元及微分单元组成，所述第二积分单元连接带有三相电机的变频器电路，三相电机由过程量、传感器连接模拟量信号规化模块，并通过信号反馈与预先设定值输入模块信号连接。
4.根据权利要求3所述的煤矿用防爆变频器控制板电路，其特征是：所述预先设定值输入模块通过传输信号分别连接反馈上限、数字超上限、反馈上限数字输出及反馈下限、数字超下限、反馈下限数字输出，所述反馈上限数字输出及反馈下限数字输出分别连接继电器电路模块。
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